Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!
Електрическата енергия носи доста голяма опасност, от която нито работниците на отделните подстанции, нито домакинските уреди са защитени. Токът на късо съединение е един от най-опасните видове електричество, но съществуват методи за неговото управление, изчисляване и измерване.
Какво е това?
Ток на късо съединение (TKZ) е рязко увеличаващ се електрически удар. Основната му опасност е, че според закона Joule-Lenz, такава енергия има много висока степен на отделяне на топлина. Резултатът от късо съединение може да разтопи кабелите или да изгори някои електрически уреди.
Състои се от два основни компонента - апериодичния компонент на текущия и принудителния периодичен термин.
По принцип, най-трудно е да се измери енергията на апериодичното начало, което е капацитивен, пред-авариен. В края на краищата, по време на инцидента, разликата между фазите има най-голяма амплитуда. Също така, неговата характеристика не е типичният вид на този ток в мрежите. Схемата на неговото образование ще помогне да се покаже принципът на този поток.
Източниците на съпротивление, дължащи се на високо напрежение с късо съединение, се затварят на кратко разстояние или "късо съединение" - така това явление е получило това име. Налице е ток на къса трифазна верига, двуфазна и еднофазна - тук класификацията се извършва според броя на затворените фази. В някои случаи късите съединения могат да бъдат къси между фазите и земята. След това, за да го определите, ще трябва да разгледате отделно заземяването.
Възможно е също така да се разпределят къси съединения в зависимост от вида на електрическото свързване на оборудването:
- С заземяване;
- Без него.
За пълно обяснение на този феномен предлагаме да разгледаме един пример. Да кажем, че има специфичен настоящ потребител, който е свързан с местен електропровод с кран. При правилната схема, общото напрежение в мрежата е равно на разликата в ЕРС при източника на енергия и намаляването на напрежението в локалните електрически мрежи. На тази основа, за да се определи тока на късо съединение, може да се използва формулата на Ом:
R = 0; Iкз = Ɛ / r
Тук r е съпротивлението на късо съединение.
Ако заместим определени стойности, ще бъде възможно да се определи токовата верига във всяка точка на целия електропровод. Няма нужда да се проверява честотното съотношение на късото съединение.
Методи за изчисление
Да предположим, че веригата вече е възникнала в трифазна мрежа, например в подстанция или в намотки на трансформатор, както и в изчисленията на токове на късо съединение:
Тук U20 е напрежението на намотките на трансформатора, а Z T е съпротивлението на определена фаза (която е била повредена в късо съединение). Ако мрежовото напрежение е известен параметър, се изчислява необходимото съпротивление.
Всеки електрически източник, независимо дали е трансформатор, контакт на батерията, електрически проводници - има собствено номинално ниво на съпротивление. С други думи, всеки има своя собствена Z. Но те се характеризират с комбинация от активни и индуктивни съпротивления. Има и капацитивни такива, но те не са от значение при изчисляването на високи токови токове. Ето защо, много електротехници използват опростен метод за изчисляване на тези данни: аритметично изчисление на съпротивлението на постоянен ток в последователно свързани секции. Когато тези характеристики са известни, не е трудно да се изчисли импеданса за обекта или цялата мрежа, като се използва формулата по-долу:
Помислете за пример как да изчислите тока на късо съединение на батерия с EMF от 12 V и вътрешно съпротивление от 0.01 ома. За начало е необходима формулата на Ом за пълна верига:
I = е / r
Където ε е emf и r е стойността на съпротивлението.
Като се има предвид, че по време на претоварване съпротивлението е равно на нула, решението приема следната форма:
I = е / r = 12/10 -2
Въз основа на това, силата на късото съединение на тази батерия е 1200 ампера.
По този начин е възможно също да се изчисли тока на късо съединение за двигателя, генератора и други инсталации. Но при производството не винаги е възможно да се изчислят допустимите параметри за всяко отделно електрическо устройство. Освен това трябва да се има предвид, че в случай на асиметрични затваряния, натоварванията имат различна последователност, за която се изисква да се знае cos. И съпротивление. За изчислението се използва специална таблица ГОСТ 27514-87, където са посочени следните параметри:
| устройства | cos φ | Устойчивост, ома | |
| Последователността е права | контакт | ||
| Синхронни двигатели с високо напрежение | 0.9 | 0.04+ j 0.22 | 0.04+ j 0.22 |
| Асинхронни електродвигатели с високо напрежение | 0.9 | 0.06+ j 0.18 | 0.06+ j 0.18 |
| Асинхронни нисковолтови двигатели | 0.8 | 0.09+ j 0.154 | 0.09+ j 0.154 |
| Лампи с нажежаема жичка | 1.0 | 1.0 | 1.33 |
| Газоразрядни светлинни източници | 0.85 | 0.85+ j 0.53 | 0.382 + j 0.24 |
| преобразуватели | 0.9 | 0.9+ j 0.44 | 1.66+ j 0.814 |
| Електротермични инсталации | 0.9 | 1+ j 0.49 | 0.4+ j 0.196 |
Има и концепция за едносекундно късо съединение, тук формулата за силата на тока на късо съединение се определя с помощта на специален коефициент:
Смята се, че в зависимост от напречното сечение на кабела, неизправност може да премине незабелязано за окабеляване. Най-добрата е продължителността на веригата до 5 секунди. Взети от книгата Nebrat "Изчисляване на късо съединение в мрежи":
| Секция, mm 2 | Кратка продължителност, допустима за определен тип проводник | |||
| PVC изолация | полиетилен | |||
| Медни жилки | алуминий | мед | алуминий | |
| 1.5 | 0.17 | не | 0.21 | не |
| 2.5 | 0.3 | 0.18 | 0.34 | 0.2 |
| 4 | 0.4 | 0.3 | 0.54 | 0.36 |
| 6 | 0.7 | 0.4 | 0.8 | 0.5 |
| 10 | 1.1 | 0.7 | 1.37 | 0.9 |
| 16 | 1.8 | 1.1 | 2.16 | 1.4 |
| 25 | 2.8 | 1.8 | 3.46 | 2.2 |
| 35 | 3.9 | 2.5 | 4.8 | 3.09 |
| 50 | 5.2 | 3 | 6.5 | 4.18 |
| 70 | 7.5 | 5 | 9.4 | 6.12 |
| 95 | 10.5 | 6.9 | 13.03 | 8.48 |
| 120 | 13.2 | 8.7 | 16.4 | 10.7 |
| 150 | 16.3 | 10.6 | 20.3 | 13.2 |
| 185 | 20.4 | 13.4 | 25.4 | 16.5 |
| 240 | 26.8 | 17.5 | 33.3 | 21.7 |
Тази таблица ще ви помогне да знаете очакваната продължителност на късо съединение при нормална работа, амперметър на гумите и различни видове проводници.
Ако изчислите данните по формулите, нямате време, а след това използвайте специално оборудване. Например, индикаторът Shch41160 е много популярен сред професионалните електротехници - това е измервателен уред за ток на късо съединение, измерващ 380 / 220V. Цифровото устройство ви позволява да определите и изчислите силата на късо съединение във вътрешните и промишлените мрежи. Такъв измервателен уред може да бъде закупен в специални магазини. Тази техника е добра, ако трябва бързо и точно да определи нивото на токов контур или сегмент от верига.
Също така се използва програмата Avral, която може бързо да определи топлинния ефект на късо съединение, скоростта на загуба и силата на тока. Проверката се извършва автоматично, въвеждат се известните параметри и се изчисляват всички данни. Този проект е платен, лицензът струва около хиляда рубли.
Видео: защита на електрическата мрежа от късо съединение
Насоки за защита и избор на оборудване
Въпреки опасността от това явление, все още има начин да се ограничи или сведе до минимум вероятността от злополуки. Много е удобно да се използва електрическа апаратура за ограничаване на късото съединение, то може да бъде токоограничаващ реактор, който значително намалява топлинния ефект на високите електрически импулси. Но за домашна употреба тази опция не е подходяща.
У дома често можете да намерите автоматична и релейна защита. Тези изпускания имат определени ограничения (максимален и минимален ток на мрежата), над които те изключват захранването. Машината ви позволява да определите допустимото ниво на ампера, което спомага за повишаване на безопасността. Изборът се прави между оборудването с по-висок клас защита, отколкото е необходимо. Например в мрежа от 21 ампера се препоръчва да се използва прекъсвач за изключване на 25 А.